DE10030726A1 - Reaktorbauteil und Verfahren zur Verminderung der Korrosion desselben - Google Patents
Reaktorbauteil und Verfahren zur Verminderung der Korrosion desselbenInfo
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Abstract
Eine fotokatalytische Substanz mit Eigenschaften eines n-Halbleiters wird auf einer Oberfläche einer Metallunterlage aus rostfreiem Stahl oder Inconel abgeschieden. Wenn erforderlich, wird die Wasserstoffkonzentration des Reaktorwassers erhöht. Ein Strom, der durch die fotokatalytische Substanz bei Bestrahlung mit Licht oder radioaktiven Strahlen in einem Kernreaktor generiert wird, fließt durch die Metallunterlage, wobei der Korrosionsstrom vermindert wird. Wenn erforderlich, wird die fotokatalytische Substanz auf ihrer Oberfläche mit mindestens einem Vertreter von Pt, Rh, Ru und Pd versehen.
Description
Die Erfindung betrifft Reaktorbauteile, nämlich
Materialien, die für den Aufbau eines Reaktors verwendet
werden, die gegenüber Korrosion in einem
Reaktorprimärsystem einer Kernenergieanlage resistent
sind, und ein Verfahren zum Unterdrücken von Korrosion der
Reaktorbauteile.
In einer Siedewasserreaktor-Energieanlage enthält das
Reaktorwasser Sauerstoff und Wasserstoffperoxid, das durch
die Radiolyse von Wasser in einem Strahlungsfeld generiert
wird. Es ist bekannt, dass in dem Reaktorwasser
enthaltener Sauerstoff und Wasserstoffperoxid
intergranuläre Spannungskorrosions-Rissbildung
("intergranular stress-corrosion cracking"; IGSCC) in den
Bauteilen von rostfreien Stählen und Legierungen auf
Nickelbasis in einer Umgebung hoher Temperatur und hohen
Wasserdruckes in den Kernreaktoren bewirken. Die Bildung
der Spannungskorrosionsrisse und das Fortschreiten der
Rissbildung hängen von dem Korrosionspotential ab. Die
Reduktion von Sauerstoff und Wasserstoffperoxid vermindert
das Korrosionspotential eines Bauteils. Je geringer das
Korrosionspotential, desto geringer ist die Möglichkeit
der Rissentstehung und des Fortschreitens der Rissbildung.
Ein Wasserstoff-Injektionsverfahren, in dem Wasserstoff
durch ein Speisewassersystem in einen Kernreaktor
injiziert wird, um in dem Reaktorwasser enthaltenen
Sauerstoff und Wasserstoffperoxid zu reduzieren, ist ein
Verfahren, das in der Praxis angewendet worden ist, um die
Spannungskorrosions-Rissbildung in einigen nationalen und
ausländischen Kernenergieanlagen zu verhindern. Jedoch
bringt das Wasserstoff-Injektionsverfahren einen
nachteiligen Effekt mit sich, der durch die Reaktion von
injiziertem Wasserstoff mit durch die Kernreaktion
hergestelltem N-16 bewirkt wird, wobei flüchtiges Ammoniak
entsteht. Das flüchtige Ammoniak tritt leicht in das
Dampfsystem ein, welches die Dosisrate des Turbinensystems
erhöht. Wenn Wasserstoff durch das Speisewassersystem in
das Reaktorwasser injiziert wird, muss Sauerstoff
injiziert werden, um überschüssigen Wasserstoff in dem
Abgassystem durch Rekombination zu reduzieren, und
verschiedene Einrichtungen sind hierfür notwendig.
Ein Verfahren zur Verminderung des Korrosionspotentials,
das vor kurzem vorgeschlagen wurde, um das
Korrosionspotential von Bauteilen zu vermindern, ohne
diese Probleme zu bewirken, fügt ein Edelmetall, wie z. B.
Platin, zu dem Reaktorwasser hinzu, wobei das Edelmetall
auf den Oberflächen der Bauteile abgeschieden wird, und
vermindert das Korrosionspotential durch Injizieren einer
kleinen Menge Wasserstoff in das Reaktorwasser. Dieses
Verfahren zur Verminderung des Korrosionspotentials nutzt
die Eigenschaft des Edelmetalls, wie z. B. Platin, die
reversible Reaktion des Wasserstoffs mit einem geringen
Potential zu hemmen, mit der Intention, das
Korrosionspotential durch Injizieren einer geringen Menge
von Wasserstoff in das Reaktorwasser zu vermindern.
Wenn jedoch dieses Verfahren in einer Kernenergieanlage
praktiziert wird, haftet das Edelmetall auch auf einem in
dem Brennstoff enthaltenen Zirkoniumoxidfilm, wodurch die
Oxidation und Hydrierung des Brennelementematerials
gefördert wird. Zudem wird die Wechselwirkung des in das
Reaktorwasser injizierten Wasserstoffs und durch die
Kernreaktion hergestellten N-16 gefördert, flüchtiger
Ammoniak tritt in das Dampfsystem ein und die Dosisrate
des Turbinensystems wird erhöht.
Zudem wird die Qualität des Reaktorwassers verschlechtert,
wodurch die Stärke der Brennelementematerialien nachteilig
beeinträchtigt wird, da eine Edelmetallchemikalie,
enthaltend Verunreinigungen in einer hohen Konzentration,
verwendet wird. Somit zeigt das Edelmetall-
Injektionsverfahren nun in der Verwendung nachteilige
Wirkungen auf die Beibehaltung der Wasserqualität, die
Verminderung des Radioaktivitätsübergangs und der
Verstärkung des Abbrandgrades des Brennelements. Um diese
nachteiligen Wirkungen zu vermindern, ist es erwünscht,
ein Verfahren, das eine geringe Menge des Edelmetalls
injiziert, und ein Verfahren, das eine Substanz verwendet,
die kein Edelmetall ist, zu entwickeln.
Andererseits haften in dem Speisewasser enthaltene Ionen
als lose Teilchen an den Oberflächen der in dem
Kernreaktor vorgesehenen Bauteile, wenn das Speisewasser
eine hohe Eisenkonzentration aufweist. Wenn das
Edelmetall, das an den Bauteilen haftet, an diesen
Teilchen haftet, haftet das Edelmetall an dem
Brennelement, wenn sich die Teilchen von den Oberflächen
der Bauteile trennen, und fördert die Oxidation und
Hydrierung der Brennelementematerialien.
Wie oben erwähnt, wechselwirken der Wasserstoff und das
durch die Kernreaktion hergestellte N-16, wenn Wasserstoff
in das Reaktorwasser durch das bekannte Verfahren zur
Verhinderung der Spannungskorrosions-Rissbildung injiziert
wird, wobei flüchtiges Ammoniak hergestellt wird. Das so
hergestellte flüchtige Ammoniak tritt leicht in das
Dampfsystem ein, wobei die Dosisrate des Turbinensystems
erhöht wird. Verschiedene Einrichtungen sind notwendig, um
überschüssigen Wasserstoff in dem Abgassystem durch
Rekombination zu reduzieren.
Wenn ein Edelmetall auf den Oberflächen der Bauteile durch
ein Verfahren abgeschieden wird, bei dem das Edelmetall zu
dem Reaktorwasser hinzugefügt wird, um das
Korrosionspotential durch Injizieren einer geringen Menge
Wasserstoff in das Reaktorwasser zu vermindern, haftet das
Edelmetall auch an den Zirkoniumoxidfilmen, und die
Oxidation und Hydrierung der Brennstoffmaterialien wird
gefördert. Weiterhin wird die Qualität des Reaktorwassers
verschlechtert, da eine Edelmetallchemikalie, enthaltend
Verunreinigungen in einer hohen Konzentration, verwendet
wird, was die Stabilität der Brennstoffmaterialien
nachteilig beeinflusst.
In dem Speisewasser enthaltene Ionen haften in losen
Teilchen an den Oberflächen der in dem Kernreaktor
vorgesehenen Bauteile, wenn das Speisewasser eine hohe
Eisenkonzentration aufweist. Wenn das an den Bauteilen
haftende Edelmetall an diesen Teilchen haftet, haftet das
Edelmetall an dem Brennelement, wenn sich die Teilchen von
den Oberflächen der Bauteile trennen.
Die Erfindung ist geschaffen worden, um die Probleme des
Standes der Technik zu lösen, und es ist ein
erfindungsgemässes Ziel, ein Reaktorbauteil und ein
Verfahren zur Verminderung der Korrosion des
Reaktorbauteils, bei dem die jeweiligen Mengen an
Wasserstoff und Edelmetall, die in das Reaktorwasser
injiziert werden, um Spannungskorrosions-Rissbildung zu
verhindern, vermindert werden können, zur Verminderung des
Transfers von Radioaktivität zu dem Turbinensystem, zur
Verminderung von überschüssigem Wasserstoff in dem
Abgassystem, zur Verminderung der Menge des Edelmetalls,
das an der Oberfläche des Brennelementmaterials haftet,
auf das geringst notwendige Mass, und zur Verminderung des
Korrosionspotentials der Bauteile des Primärsystems eines
Kernreaktors durch Unterdrücken der Herstellung von losen
Eisenpartikeln auf der Oberfläche des Brennelements, ohne
Förderung der Oxidation und Hydrierung des
Brennstoffmaterials bereitzustellen.
Erfindungsgemäss weist ein Reaktorbauteil eine Oberfläche
auf, die mit einer Korrosionspotential-vermindernden
Substanz versehen ist, wie z. B. einer fotokatalytischen
Substanz, die eine elektromotorische Kraft generiert, wenn
sie Licht oder radioaktiven Strahlen in einem Kernreaktor
ausgesetzt ist, einem Metall oder einer Metallverbindung,
die eine solche fotokatalytische Substanz unter einer
durch eine Temperatur und einen Druck in dem Kernreaktor
spezifizierten Bedingung bilden. Vorzugsweise wird die
Korrosionspotential-vermindernde Substanz als ein Teilchen
mit einer Oberfläche gebildet, die zumindest einen
Vertreter von Pt, Rh, Ru und Pd aufweist.
Das Licht in dem Kernreaktor ist eine Strahlung,
einschliesslich ultravioletter Strahlen als
Hauptkomponente, die als Cherenkov-Strahlen bekannt sind,
die durch die Kernspaltung eines Brennelementematerials in
einem wassergekühlten Kernreaktor hergestellt wird. Die
radioaktiven Strahlen in einem Kernreaktor sind
elektromagnetische Strahlen und Teilchenstrahlen, die
durch die Kernspaltung des Brennelementematerials
generiert werden, wie z. B. α-Strahlen, β-Strahlen,
γ-Strahlen und Neutronenstrahlen.
Die fotokatalytische Substanz ist eine Substanz mit einer
Eigenschaft als ein n-Halbleiter, wie z. B. eine der
Verbindungen von TiO2, ZrO2, PbO, BaTiO3, Bi2O3, ZnO, WO3,
SrTiO3, Fe2O3, FeTiO3, KTaO3, MnTiO3 und SnO2. Diese
Verbindungen sind bei einer hohen Temperatur, einem hohen
Druck und einer radioaktiven Umgebung sehr stabil, erhöhen
die Wanderung der Radioaktivität zu dem Turbinensystem
nicht wesentlich und fördern die Oxidation und Hydrierung
des Brennstoffmaterials nicht signifikant. Das
Korrosionspotential der Bauteile des Primärsystems eines
Kernreaktors kann durch Anbringen einer dieser
Verbindungen an die Bauteile des Kernreaktors oder durch
Bilden eines Filmes der Verbindung auf der Oberfläche des
Bauteils des Kernreaktors kontrolliert werden.
Vorzugsweise wird die Wasserqualität kontrolliert. Die
Radioaktivität des Brennstoffmaterials und der aktivierten
Verbindung ist gering.
Von diesen Verbindungen sind TiO2 und ZrO2 besonders
bevorzugte fotokatalytische Substanzen.
Obwohl die Verbindungen in Form von Oxiden, wie oben
erwähnt, verwendet werden können, die so wie sie sind
fotokatalytische Substanzen sind, können Fotokatalysator
bildende Substanzen, die die zuvor erwähnten Verbindungen
bei einer hohen Temperatur und hohen Druckbedingungen in
dem Kernreaktor, konkreter in einer Umgebung von 285°C und
70 Atm, bilden, wie z. B. Metalle und Metallhydrate,
verwendet werden. Genauer gesagt sind mögliche Metalle und
Metallhydrate z. B. metallisches Ti, metallisches Zr, Ti-
Hydrat und Zr-Hydrat.
Diese fotokatalytischen Substanzen oder Fotokatalysator
bildenden Substanzen werden anstelle des Edelmetalls, wie
z. B. Pt, verwendet. Diese fotokatalytischen Substanzen und
Fotokatalysator-bildenden Substanzen können als Teilchen
mit Oberflächen verwendet werden, auf denen mindestens ein
Vertreter von Pt, Rh, Ru und Pd teilweise angebracht ist.
Die fotokatalytische Substanz, die Fotokatalysator
bildende Substanz, die fotokatalytische Substanz in
Kombination mit einem Edelmetall, wie z. B. Pt, oder die
Fotokatalysator-bildende Substanz in Kombination mit einem
Edelmetall, wie z. B. Pt, wird an der Oberfläche eines
Bauteils eines Kernreaktors angebracht. Ein Film der
Substanz kann auf der Oberfläche eines Bauteils eines
Kernreaktors gebildet werden.
Ein Verfahren zum sicheren Anbringen der
Korrosionspotential-vermindernden Substanz, mit anderen
Worten der fotokatalytischen Substanz, der
Fotokatalysator-bildenden Substanz, der fotokatalytischen
Substanz in Kombination mit einem Edelmetall oder der
Fotokatalysator-bildenden Substanz in Kombination mit
einem Edelmetall, an die Oberfläche eines Zielbauteils,
das vor Korrosion zu schützen ist, führt die
Korrosionspotential-vermindernde Substanz in dem
Kühlwasser zu, während der Kernreaktor sich im
Nennbetrieb, in einer Startphase oder in einer
Abschaltphase befindet, während die mit dem Brennstoff
beladene Anlage ohne Wärmeausgabe gestoppt wird oder
während die Anlage nicht mit einem Brennstoff beladen ist,
und zirkuliert das Kühlwasser, wobei die Oberfläche des
Bauteils des Kernreaktors mit der Korrosionspotential
vermindernden Substanz beschichtet wird.
Die Korrosionspotential-vermindernde Substanz kann über
die Oberfläche des Zielbauteils, um einen Film der
Korrosionspotential-vermindernden Substanz in einer Dicke
im Bereich von 0,1 bis 1 µm zu bilden, unter Verwendung
eines Roboters nach Entfernen des Brennstoffs von dem
Kernreaktor und Dekontaminieren des Kernreaktors für die
periodische Untersuchung gesprüht werden. Der Film der
Korrosionspotential-vermindernden Substanz mit einer
vorherbestimmten Dicke kann auf der Oberfläche des
Bauteils durch ein Verfahren, bei dem eine Flüssigkeit,
enthaltend eine Korrosionspotential-vermindernde Substanz,
über die Oberfläche des Bauteils zu einem Film gesprüht
wird und Trocknen des Filmes, durch ein thermisches
Sprühverfahren, ein physikalisches Dampfabscheide (PVD)-
Verfahren oder ein chemisches Dampfabscheide (CVD)-
Verfahren gebildet werden.
Wenn die Korrosionspotential-vermindernde Substanz auf die
Oberfläche eines Bauteils eines Kernreaktors nach Versehen
derselben mit einer hydrophilen Eigenschaft aufgetragen
wird, oder wenn eine Mischung, die durch Mischen der
Korrosionspotential-vermindernden Substanz und eines
Bindemittels hergestellt wird, auf die Oberfläche eines
Bauteils eines Kernreaktors aufgetragen wird, kann die
anfängliche Haftung der Korrosionspotential-bildenden
Substanz an die Oberfläche des Bauteils verstärkt werden.
Wünschenswerterweise wird die Menge der auf das Bauteil
aufgetragenen Korrosionspotential-vermindernden Substanz
oder die Dicke eines auf der Oberfläche des Bauteils
gebildeten Filmes der Korrosionspotential-vermindernden
Substanz so gestaltet, dass die fotokatalytische Substanz
einen Strom einer Stromdichte nicht unter der Summe der
Grenzstromdichte von in dem Reaktorwasser enthaltenem
Sauerstoff und Wasserstoffperoxid liefert.
Wenn ein auf der Oberfläche des Bauteils gebildeter
Korrosionsoxidfilm eine einzelne Schicht eines
p-Halbleiters ist, kann die Korrosionspotential
vermindernde Substanz auf den Korrosionsoxidfilm
aufgetragen werden, oder ein Film der Korrosionspotential
vermindernden Substanz kann auf dem Korrosionsoxidfilm
gebildet werden. Wenn ein Korrosionsoxidfilm aus einer
äusseren Schicht mit der Eigenschaft eines n-Halbleiters,
der von einer fotokatalytischen Substanz verschieden ist,
und einer inneren Schicht mit der Eigenschaft eines
p-Halbleiters besteht, ist es erwünscht, die
Korrosionspotential-vermindernde Substanz auf den
Korrosionsoxidfilm aufzutragen oder einen Film der
Korrosionspotential-vermindernden Substanz auf dem
Korrosionsoxidfilm nach Instabilisieren der äusseren
Schicht des n-Halbleiters oder Entfernen der äusseren
Schicht des n-Halbleiters zu bilden.
Die äussere Schicht des n-Halbleiters, der von der
fotokatalytischen Substanz verschieden ist, kann durch ein
Verfahren instabilisiert werden, bei dem die
Wasserstoffkonzentration des Reaktorwassers erhöht wird.
Die äussere Schicht des n-Halbleiters, der von der
fotokatalytischen Substanz verschieden ist, kann durch ein
chemisches Dekontaminierungsverfahren, ein
elektrolytisches Dekontaminierungsverfahren oder ein
Laser-Dekontaminierungsverfahren entfernt werden. Wenn die
äussere Schicht des n-Halbleiters durch Einwirkung von
Laserbestrahlung dekontaminiert wird, kann eine zur
Verhinderung von IGSCC wirksame Kompressionsspannung in
dem Bauteil des Kernreaktors durch die dekontaminierende
und abschälende Wirkung eines Laserstrahls induziert
werden.
Erfindungsgemäss ist es erwünscht, die Eisenkonzentration
des Speisewassers durch Einbringen eines
Kondensatreinigers in das Kondensationssystem des
Kernreaktors, um die lose Abscheidung von Hämatit auf der
Oberfläche des Brennstoffmaterials zu unterdrücken, zu
kontrollieren. Ein geeigneter Kondensatreiniger schliesst
eine Filtervorrichtung und eine
Demineralisationsvorrichtung ein.
Erfindungsgemäss wird die Eisenkonzentration des
Speisewassers auf etwa 0,1 ppb oder weniger eingestellt,
um die Bildung von losem Hämatit auf dem Brennstoff zu
verhindern, um ein Edelmetall wirksam auf der Oberfläche
eines Bauteils des Primärsystems eines Kernreaktors
aufzutragen und die Menge des an der Oberfläche des
Brennstoffmaterials haftenden Edelmetalls auf die geringst
notwendige Menge zu beschränken. Wenn die
Eisenkonzentration des Speisewassers etwa 0,1 ppb oder
weniger beträgt, beträgt die Nickelionenkonzentration mehr
als 0,2 ppb. Unter dieser Bedingung kann die Menge des in
den Kernreaktor zu injizierenden Edelmetalls 1/10 der des
im Stand der Technik für den gleichen Zweck verwendeten
Menge Edelmetalls sein. Die Eisenkonzentration des
Speisewassers kann auf etwa 0,1 ppb oder weniger durch
Verwenden des Kondensatreinigers, enthaltend die
Filtervorrichtung und die Demineralisationsvorrichtung,
vermindert werden.
Es ist erwünscht, dass, während die Anfangskonzentration
des Speisewassers so kontrolliert wird, ein oder mehrere
Vertreter von Pt, Rh, Ru oder Pd an der Oberfläche des
Bauteils eines Kernreaktors mit einem Korrosionsoxidfilm
in einem Gewicht pro Flächeneinheit von 0,1 µg/cm2 oder
mehr haftet und die Wasserqualität so kontrolliert wird,
dass das molare Sauerstoff/Wasserstoff-Verhältnis des
Reaktorwassers im Bereich von 0,4 bis 0,5 liegt.
Das Potential des Bauteils kann durch ein Verfahren
vermindert werden, bei dem die Wasserstoffkonzentration
des Wassers erhöht wird. Die Wasserstoffkonzentration des
Wassers kann durch Injizieren von Wasserstoff in den
Kernreaktor oder durch Injizieren von Methanol, aus dem
Wasserstoff hergestellt wird, in den Kernreaktor erhöht
werden. Um den Katalysator zu stabilisieren und die
Wirkung des Katalysators beizubehalten, ist es erwünscht,
die Eisenkonzentration des Speisewassers auf 0,1 ppb oder
weniger zu beschränken.
Die Eisenkonzentration des Speisewassers kann auf 1 ppb
oder weniger durch Verwenden des Kondensatreinigers,
enthaltend die Filtervorrichtung und die
Demineralisationsvorrichtung, vermindert werden. Die
Leistung der Filtervorrichtung ist wichtig. Ein
Hohlfaserfilter genügt den Filteranforderungen.
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung im
Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen klar werden.
Fig. 1 ist eine Grafik, die die Veränderung des
Korrosionspotentials eines Bauteils aus mit
einem TiO2-Film beschichteten rostfreiem Stahl
(SUS304, JIS) mit der Zeit bei Belichtung mit
ultravioletten Strahlen zeigt;
Fig. 2 ist eine typische Darstellung zur Erklärung
einer Reaktion, die auftritt, wenn ein mit einem
n-Halbleiterfilm beschichtetes Metall mit
Lichtstrahlen, z. B. ultravioletten Strahlen,
belichtet wird;
Fig. 3 ist eine Grafik, die die Veränderung des
Korrosionspotentials eines Bauteils aus mit
einem TiO2-Film beschichteten rostfreiem Stahl
(SUS304, JIS) bei Bestrahlung mit ultravioletten
Strahlen mit der Zeit für die in einen
Kernreaktor injizierte Menge Wasserstoff zeigt;
Fig. 4 ist ein Diagramm einer Siedewasserreaktor-
Kernanlage;
Fig. 5 ist eine typische Darstellung zur Erklärung
eines Verfahrens zum Bilden eines Filmes auf der
Oberfläche eines Metalls durch eine
Plasmasprühvorrichtung;
Fig. 6 ist eine Grafik, die die Veränderung des
Korrosionspotentials eines Bauteils aus mit
einem Halbleiterfilm beschichteten rostfreiem
Stahl (SUS304, JIS) zeigt, wenn das Bauteil
ultravioletten Strahlen ausgesetzt wird;
Fig. 7 ist eine Grafik, die die Veränderung des
Korrosionspotentials eines Bauteils aus mit
einem Oxidfilm beschichteten rostfreiem Stahl
(SUS304, JIS) bei Bestrahlung mit ultravioletten
Strahlen zeigt;
Fig. 8 ist eine Grafik, die die Abhängigkeit des
Korrosionspotentials eines Bauteils aus mit
einem TiO2-Film beschichteten rostfreiem Stahl
(SUS304, JIS) von der Dicke des TiO2-Filmes
zeigt;
Fig. 9 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Wirkung
einer geringen Menge von Pt, die an einem auf
einer Oberfläche eines Bauteils aus rostfreiem
Stahl (SUS304, JIS) gebildeten TiO2-Film haftet,
auf die Verminderung des Korrosionspotentials,
wenn das Bauteil ultravioletten Strahlen
ausgesetzt wird;
Fig. 10 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Wirkung
von als Bindemittel verwendetem SiO2 bei der
Bildung eines TiO2-Filmes auf einem Bauteil auf
das Korrosionspotential;
Fig. 11 ist eine typische Darstellung zur Erklärung der
Wanderung von überschüssigen Elektronen vom
n-Halbleiter zu einer Metallunterlage durch die
Cherenkov-Strahlen;
Fig. 12 ist eine Grafik, die die Veränderung des
Korrosionspotentials eines Teils aus mit einem
Cr2O3-Film eines p-Halbleiterfilmes
beschichteten rostfreiem Stahl (SUS304, JIS),
das einen auf dem Cr2O3-Film gebildeten TiO2-
Film aufweist, und die eines Bauteils aus mit
einem Fe2O3-Film eines n-Halbleiterfilmes
beschichteten rostfreiem Stahl (SUS304, JIS),
das einen auf dem Fe2O3-Film gebildeten TiO2-
Film aufweist, mit der Zeit bei Bestrahlung mit
ultravioletten Strahlen zeigt;
Fig. 13 ist eine typische Darstellung zur Erklärung des
Unterschiedes in der Reaktion zwischen einem
Bauteil aus mit einem Cr2O3-Film eines
p-Halbleiterfilmes beschichteten rostfreiem
Stahl (SUS304, JIS), das einen auf dem Cr2O3-
Film gebildeten TiO2-Film aufweist, und der
eines Teils aus mit einem Fe2O3-Film eines
n-Halbleiterfilmes beschichteten rostfreiem
Stahl (SUS304, JIS), das einen auf dem Fe2O3-
Film gebildeten TiO2-Film aufweist, bei
Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen;
Fig. 14A und 14B sind typische Darstellung zur Erläuterung
eines Verfahrens zur Bildung eines
Fotokatalysatorfilmes auf einem Bauteil mit
einer Metallunterlage, einem auf der
Metallunterlage gebildeten p-Halbleiterfilm, und
einem n-Halbleiterfilm, der kein
Fotokatalysatorfilm ist, der auf dem
p-Halbleiterfilm nach dem Entfernen des
n-Halbleiterfilmes gebildet wird;
Fig. 15 ist eine typische Darstellung zur Erklärung
eines Grundes, warum es erwünscht ist, wenn ein
Bauteil eine Metallunterlage aufweist, ein
p-Halbleiterfilm auf der Metallgrundlage
gebildet wird, und ein n-Halbleiterfilm, der
kein Fotokatalysatorfilm ist, auf dem
p-Halbleiterfilm gebildet ist, den
n-Halbleiterfilm, der kein fotokatalytischer
Film ist, zu entfernen, und einen
n-Halbleiterfilm, der ein Fotokatalysatorfilm
ist, auf dem p-Halbleiterfilm zu bilden;
Fig. 16 ist eine typische Darstellung zur Erklärung,
eines Verfahrens zur Bildung eines
p-Halbleiterfilmes auf der Metallunterlage durch
eine chemische Reaktion nach Entfernen des
n-Halbleiterfilmes durch chemische
Dekontaminierung oder elektrolytische
Dekontaminierung, wenn ein Bauteil eine
Metallunterlage und einen n-Halbleiterfilm
aufweist, der kein Fotokatalysatorfilm ist;
Fig. 17 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der
Menge des an einer Oberfläche eines Bauteils
eines Kernreaktors haftenden Edelmetalls, dem
Korrosionspotential und der Eisenkonzentration
des Reaktorwassers zeigt;
Fig. 18 ist ein Diagramm einer Siedewasserreaktor-
Kernanlage mit einem Speisewasserreiniger;
Fig. 19 ist ein Diagramm einer Siedewasserreaktor-
Kernanlage mit einem Wasserstoff/Alkohol-
Injektionssystem; und
Fig. 20 ist ein Diagramm einer Siedewasserreaktor-
Kernanlage.
Im allgemeinen beträgt die Eisenkonzentration von
Speisewasser in Siedewasserreaktor-Energieanlagen in Japan
mehrere Hundert Teile pro Billion (parts per trillion,
ppt) oder mehr, und in Siedewasserreaktor-Energieanlagen
in Amerika 1.000 ppt oder mehr. Daher beträgt die Menge
eines Edelmetalls pro Flächeneinheit, die notwendig ist,
um das Potential der Bauteile des Primärsystems eines
Kernreaktors stabil zu kontrollieren, mehrere Mikrogramm
pro Quadratzentimeter oder mehr und folglich benötigt ein
Siedewasserreaktor mehrere Kilogramm eine Edelmetalls.
Wenn Teilchen von Korrosionsprodukten sich nicht aus dem
Reaktorwasser auf den Oberflächen der Bauteile des
Primärsystems abscheiden, liegt die notwendige Menge an
Edelmetall pro Flächeneinheit in der Grössenordnung von
0,1 µg/cm2, und daher benötigt ein Siedewasserreaktor
100 g oder weniger eines Edelmetalls. Daher kann die Menge
des Edelmetalls, das an dem Brennelement haftet, auf 1 : 10
der notwendigen Menge des Edelmetalls, wenn sich Teilchen
von Korrosionsprodukten auf den Oberflächen der Bauteile
des Primärsystems abscheiden, vermindert werden, und die
Oxidation und Hydrierung des Brennelementematerials kann
verhindert werden. Da die Konzentration der
Edelmetallchemikalie auf 1/10 der Konzentration, die
notwendig ist, wenn Teilchen von Korrosionsprodukten sich
auf den Oberflächen der Bauteile des Primärsystem
abscheiden, verhindert werden kann, kann die
Verschlechterung der Wasserqualität und der Transfer von
N-16 zu dem Turbinensystem unterdrückt werden.
Die Verminderung der Eisenkonzentration des Speisewassers
bringt die Wirkungen des Stabilisierens der Haftung des
Edelmetalls an der Oberfläche des Bauteils und des
Beibehaltens der Wirkung des Edelmetalls mit sich. Solche
Wirkungen können entsprechend erreicht werden, wenn ein
Fotokatalysator verwendet wird.
Die Wirkung der erfindungsgemäss verwendeten
fotokatalytischen Substanz, wie z. B. TiO2 oder ZrO2, ist
die gleiche wie die des Edelmetalls, das Stoppen der
Wasserstoffinjektion und die Verminderung der Menge an in
den Kernreaktor zu injizierendem Wasserstoff.
Es wird befürchtet, das ein Edelmetall, wie z. B. Pt, das
an einem Teil der Oberfläche der fotokatalytischen
Substanz haftet, wobei die Wirkung der fotokatalytischen
Substanz, wie z. B. TiO2, verstärkt wird, an der Oberfläche
des Brennelementematerials haftet und die Oxidation und
Hydrierung des Brennelementematerials beeinträchtigt.
Jedoch beträgt die Menge des an der Oberfläche der
fotokatalytischen Substanz haftenden Edelmetalls 1/10 oder
weniger der notwendigen Menge des Edelmetalls, wenn das
Edelmetall direkt an dem ZrO2-Film des
Brennelementematerials haftet. Daher ist der Einfluss des
Edelmetalls auf das Brennelementematerial praktisch
vernachlässigbar.
Geschweisste Legierungen auf Nickelbasis, für die
Korrosion ein signifikantes Problem ist, befinden sich in
dem Bodenbereich eines Reaktorgefässes einer
Siedewasserreaktor-Anlage. Die Wassertiefe zu dem
Bodenbereich beträgt maximal 5,3 m. Da etwa 10% der in
den Cherenkov-Strahlen enthaltenen ultravioletten Strahlen
den Bodenbereich erreichen, erreicht eine ausreichende
Menge an Photonen, die für die Anregung des
Fotokatalysators notwendig sind, das Reaktorbauteil, das
dem Reaktorkern gegenüberliegt.
Ein TiO2-Fotokatalysator, mit anderen Worten ein
n-Halbleiter, weist ähnliche elektrochemische
Eigenschaften wie ZrO2 auf. Es ist bekannt, dass der TiO2-
Katalysator seine fotokatalytische Wirkung ausnutzt, um
die anodische Reaktion zu fördern, und sein
Korrosionspotential fällt. Es ist bekannt, dass das
Korrosionspotential von einem Cr2O3-Film und einem NiO-
Film, mit anderen Worten Korrosionsoxidfilmen, die auf der
Oberfläche der geschweissten Legierung auf Nickelbasis
gebildet werden, sich erhöht, wenn dieselben p-Halbleiter
sind.
Um das Potential des Bauteils für die IGSCC-
Korrosionsunterdrückung zu erniedrigen, wird ein TiO2-
Fotokatalysator, der ein n-Halbleiter ist, auf der auf der
Oberfläche der geschmolzenen Legierung auf Nickelbasis
gebildeten Korrosionsoxidschicht aufgetragen, um den
Korrosionsoxidschichtfilm, der ein p-Halbleiter ist, von
den Cherenkov-Strahlen abzuschirmen, um die
Potentialerhöhung zu unterdrücken, und das Potential der
Legierung auf Nickelbasis kann durch die Wirkung der
Verminderung des Korrosionspotentials des TiO2-
Fotokatalysators erniedrigt werden.
Der TiO2-Fotokatalysator weist eine hohe fotokatalytische
Wirkung auf einer Legierung auf Fe-Basis auf, auf die ein
Fe2O3-Film, der ein n-Halbleiterfilm ist, als äussere
Schicht gebildet wird, wie z. B. ein rostfreier Stahl.
Daher kann das Korrosionspotential durch selektive
Verwendung einer geeigneten fotokatalytischen Substanz
erniedrigt werden.
Wenn eine Legierung auf Fe-Basis, auf der eine innere
Schicht eines p-Halbleiters und eine äussere Schicht eines
n-Halbleiters gebildet werden, wie z. B. rostfreier Stahl,
verwendet wird, wird der die äussere Schicht bildende
n-Halbleiter eines Oxids instabil gemacht, um den
p-Halbleiter eines Oxids einer Kontaktgrenzfläche, durch
Erhöhung der Wasserstoffkonzentration des Reaktorwassers
auszusetzen, oder der die äussere Schicht bildende
n-Halbleiter eines Oxids kann durch Dekontaminierung
entfernt werden. Das Korrosionspotential des Bauteils kann
weiter durch In-Kontakt-Bringen des p-Halbleiters eines
Oxids und eines n-Halbleiters, wie z. B. TiO2, mit anderen
Worten einer wirkungsvollen fotokatalytischen Substanz,
erniedrigt werden.
Wenn die Intensität eines Laserstrahls in Wasser erhöht
wird, um den Oxidfilm zu entfernen, kann eine
Kompressionsspannung, die zur Verhinderung von IGSCC
wirksam ist, in dem Bauteil des Kernreaktors durch die
abschälende Wirkung des Laserstrahls induziert werden.
Wenn es notwendig ist, IGSCC durch Erniedrigen des
Korrosionspotentials der Legierungsbauteile auf Fe-Basis
und Ni-Basis durch Verwendung einer fotokatalytischen
Substanz, wie z. B. TiO2, zu unterdrücken, wird die Wirkung
der fotokatalytischen Substanz weiter durch Erhöhen der
Wasserstoffkonzentration des Reaktorwassers verstärkt,
weil gelöster Sauerstoff aktiver bezüglich der Aufnahme
von Elektronen ist als Wasserstoffionen. Daher ist es
wirkungsvoll, gelösten Sauerstoff durch Erhöhung der
Wasserstoffkonzentration des Reaktorwassers zu reduzieren.
Es ist erwünscht, eine molare Menge von Sauerstoff,
entsprechend 1/2 der in ein System nach dem Dampfsystem zu
injizierenden molaren Menge Wasserstoff zu injizieren, um
eine Wechselwirkung zwischen Sauerstoff und überschüssigem
Wasserstoff herbeizuführen.
Unter Bedingungen, die die Wasserqualitätskontrolle in
einer praktischen Anlage simulieren, wurde gefunden, dass
das Korrosionspotential auf -230 mV gegenüber SHE wirksam
zur Unterdrückung von IGSCC durch Verwendung von
Speisewasser mit einer Wasserstoffkonzentration im Bereich
von 0,2 bis 0,4 ppm erniedrigt werden konnte, wenn TiO2 in
Kombination mit Pt und TiO2 als ein Fotokatalysator auf
einen Teil der Oberfläche einer geschweissten Legierung
auf Nickelbasis in einem 1 µm dicken Film aufgetragen
werden. Wenn die Wasserstoffkonzentration in diesem
Bereich liegt, steigt die Wanderung der Radioaktivität zu
dem Turbinensystem nicht an.
Wenn die fotokatalytische Substanz auf ein Bauteil
aufgetragen wird, dessen Korrosion unterdrückt werden
muss, ist es wichtig, die Haftung der fotokatalytischen
Substanz an dem Brennelementematerial zu verhindern, die
Dicke des Filmes der fotokatalytischen Substanz zu
kontrollieren und thermischen Einfluss auf das Bauteil auf
das geringste Mass zu unterdrücken.
Eine fotokatalytische Substanz oder eine Fotokatalysator
bildende Substanz kann auf ein Bauteil, dessen Korrosion
unterdrückt werden muss, durch Zirkulieren von Kühlwasser
aufgetragen werden, während die mit dem Brennelement
beladene Anlage ohne Bereitstellung von Wärmeausgabe
gestoppt wird oder während das Brennelement herausgenommen
und in Kühlwasser eingetaucht wird. Die fotokatalytische
Substanz oder die Fotokatalysator-bildende Substanz kann
über die Oberfläche eines Zielbauteils unter Verwendung
eines Roboters nach Entfernen des Brennelements aus dem
Kernreaktor und Dekontaminieren des Kernreaktors für die
periodische Prüfung gesprüht werden.
Ein Film der fotokatalytischen Substanz oder der
Fotokatalysator-bildenden Substanz mit einer vorbestimmten
Dicke kann auf der Oberfläche des Bauteils durch ein
Verfahren, bei dem eine Flüssigkeit, enthaltend die
gleiche Substanz, über die Oberfläche des Bauteils zu
einem Film gesprüht und der Film getrocknet wird, durch
ein thermisches Sprühverfahren, ein PVD-Verfahren oder ein
CVD-Verfahren gebildet werden.
Wenn eine fotokatalytische Substanz, wie z. B. TiO2, auf
die Oberfläche eines Bauteils nach Ausstatten desselben
mit einer hydrophilen Eigenschaft aufgetragen wird oder
wenn eine Mischung, die durch Mischen der
fotokatalytischen Substanz und eines Bindemittels, wie
z. B. SiO2, hergestellt wird, auf die Oberfläche eines
Bauteils aufgetragen wird, kann die anfängliche Haftung
der fotokatalytischen Substanz an die Oberfläche des
Bauteils verstärkt werden.
Ein TiO2-Film einer Dicke im Teilbereich von 0,1 bis 1 µm
kann Cherenkov-Strahlen vollständig absorbieren und weist
eine ausreichende mechanische Stärke auf.
Fig. 1 ist eine Grafik, die die Veränderung des
Korrosionspotentials eines erwärmten Teils eines Bauteils
aus mit einem durch thermisches Sprühen mit einem TiO2-
Film beschichteten rostfreiem Stahl (SUS304, JIS) mit der
Zeit bei Bestrahlung des erwärmten Teils mit
ultravioletten Strahlen zeigt. In Fig. 1 sind sowohl die
Veränderung des Korrosionspotentials der mit dem TiO2
beschichteten erwärmten Zone als auch die eines nicht mit
einem Film beschichteten Teils gezeigt. Wie aus Fig. 1
ersichtlich, sinkt das Korrosionspotential der mit dem
TiO2-Film beschichteten erwärmten Zone, wenn die erwärmte
Zone mit ultravioletten Strahlen bestrahlt wird. Das
Korrosionspotential der Zone, die nicht mit einem TiO2-
Film beschichtet ist, sinkt nicht bei Bestrahlung mit
ultravioletten Strahlen. Somit ist es bekannt, dass der
durch thermisches Sprühen gebildete TiO2-Film zu einer
Verringerung des Korrosionspotentials führt.
Fig. 2 ist eine typische Darstellung zur Erklärung einer
Reaktion, die auftritt, wenn eine Metallunterlage (2) aus
rostfreiem Stahl oder Inconel, beschichtet mit einem
n-Halbleiterfilm (1), mit Lichtstrahlen, wie z. B.
ultravioletten Strahlen, belichtet wird. Wie in Fig. 2
gezeigt, weist der n-Halbleiterfilm (1) lokal nicht
gebundene, überschüssige Elektronen (3) auf. Wenn der
n-Halbleiterfilm (1) mit wirksamen Lichtstrahlen (4), wie
z. B. ultravioletten Strahlen, bestrahlt wird, dann wird
der n-Halbleiter, der den n-Halbleiterfilm (1) bildet,
angeregt. Folglich können sich Elektronen leicht bewegen,
von dem n-Halbleiterfilm (1) zu der Metallunterlage (2)
wandern und werden so verstreut. Diese Reaktion
erleichtert den Anodenstromfluss, so dass das
Korrosionspotential sinkt.
Fig. 3 ist eine Grafik, die die Veränderung des
Korrosionspotentials eines Bauteils aus mit einem TiO2-
Film beschichteten rostfreiem Stahl (SUS304, JIS) bei
Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen durch die in das
Reaktorwasser injizierte Menge Wasserstoff zeigt. Das
Korrosionspotential des Bauteils aus SUS304 sinkt, wenn
das Bauteil mit ultravioletten Stahlen unter einer
Bedingung bestrahlt wird, bei der Wasserstoff nicht in das
Reaktorwasser injiziert wird. Wenn das Bauteil mit
ultraviolettem Licht jedoch unter einer Bedingung
bestrahlt wird, bei der Wasserstoff in das Reaktorwasser
injiziert wird, verringert sich das Korrosionspotential
des Bauteils aus SUS304 wirksamer.
Fig. 4 ist ein Diagramm einer Siedewasserreaktor-
Kernanlage, enthaltend einen Druckbehälter (5), eine
Speisewasserleitung (6), ein Reinigungssystem (7) und eine
Rezirkulationsleitung (8). Eine Rezirkulationssystem-
Injektionsleitung (9) wird mit der Rezirkulationsleitung
(8) verbunden, und eine Speisewassersystem-
Injektionsleitung (10) wird mit der Speisewasserleitung
(6) verbunden. Eine Korrosionspotential-Messvorrichtung
(11) wird installiert. Eine Halbleiterzusammensetzung kann
in das Reaktorwasser injiziert werden.
Das Reaktorwasser wird durch die Rezirkulationsleitung (8)
zu der Korrosionspotential-Messvorrichtung (11) zugeführt.
Die Korrosionspotential-Messvorrichtung (11) misst das
Korrosionspotential in dem Hochtemperaturreaktorwasser.
Wenn ein p-Halbleiter auf ein Reaktorbauteil aufgebracht
wird, betreiben die Injektionsleitungen (9) und (10) zur
Injektion einer Halbleiterzusammensetzung in das
Reaktorwasser die Injektionen der
Halbleiterzusammensetzung in das Reaktorwasser. Die
Halbleiterzusammensetzung kann in das Reaktorwasser
injiziert werden, während der Kernreaktor in normalem
Betrieb ist, während der Kernreaktor gestoppt ist oder
während der Kernreaktor in einer Anlaufphase ist,
vorausgesetzt, dass ein Zielteil des Reaktorbauteils, das
der Korrosionspotentialverminderung unterworfen werden
soll, dem Reaktorwasser ausgesetzt ist. Die Beziehung
zwischen Injektionszeit, Temperatur und Konzentration kann
zuvor durch Experimente bestimmt werden, und die Beziehung
kann für die Kontrolle eines Halbleiterzusammensetzung-
Injektionsbetriebes verwendet werden, oder der
Halbleiterzusammensetzung-Injektionsbetrieb kann durch
Überwachen des Verfahrens des Halbleiterzusammensetzung-
Injektionsbetriebes durch die Korrosionspotential-
Messvorrichtung überwacht werden und die
Halbleiterzusammensetzung kann in das Reaktorwasser zur
Bestätigung der Verminderung des Korrosionspotentials
injiziert werden.
Obwohl die Halbleiterzusammensetzung in das Reaktorwasser
durch das Rezirkulationssystem in dieser Ausführungsform
injiziert wird, kann die Halbleiterzusammensetzung in das
Reaktorwasser durch jedes mit dem Kernreaktor verbundene
Teil, wie z. B. einem Speisewassersystem, einem System zur
Entfernung der Restwärme, einem Wärmereaktor-
Reinigungssystem, einer Probenleitung oder dergleichen
injiziert werden. Die Halbleiterzusammensetzung kann in
den Kernreaktor durch ein Verfahren eingeführt werden, bei
dem ein gesinterter Halbleiterzusammensetzung-Presskörper
bereitgestellt wird, der die Halbleiterzusammensetzung bei
Bestrahlung mit ultraviolettem Licht in das Reaktorwasser
entlädt.
Fig. 5 ist eine typische Darstellung zur Erklärung eines
Verfahrens zur Bildung eines Filmes auf der Oberfläche
einer Metallunterlage durch eine Plasmasprühvorrichtung.
Ein Gleichstrombogen (14) wird zwischen einer Kathode (12)
und einer Anodendüse (13) gebildet. Ein Ausflussgas (15),
das von hinter der Kathode (12) zugeführt wird, wird
erhitzt und durch den Gleichstrombogen (14) expandiert,
und ein Plasmastrahl (16) wird durch die Anodendüse (13)
ausgestossen. Das Pulver (17) eines thermischen
Sprühmaterials wird durch ein Gas in den Plasmastrahl (16)
getragen. Das Pulver (17) des thermischen Sprühmaterials
wird erhitzt, durch den Plasmastrahl (16) beschleunigt und
trifft auf eine Oberfläche einer Metallunterlage (2),
wobei ein Fotokatalysatorfilm (18) auf der Oberfläche der
Metallunterlage (2) gebildet wird.
Fig. 6 ist eine Grafik, die die Veränderung des
Korrosionspotentials eines Bauteils aus mit einem
Halbleiterfilm beschichteten rostfreiem Stahl (SUS304,
JIS) bei Bestrahlung des Bauteils mit ultravioletten
Strahlen zeigt. Ein durch die fotoelektrochemische
Reaktion eines Halbleiters generierter Anodenstrom muss
höher sein als eine Kathodengrenzstromdichte, mit anderen
Worten der Dichte eines durch die oxidierenden
Komponenten, wie z. B. Sauerstoff und Wasserstoffperoxid,
generierten Kathodenstrom, des Reaktorwassers, um das
Korrosionspotential zu vermindern. Der durch die
fotoelektrochemische Reaktion des Halbleiters generierte
Anodenstrom hängt von der Lichtintensität und der
Massenabscheidung pro Flächeneinheit der
Halbleiterzusammensetzung ab. Der Kathodenstrom hängt von
der Konzentration der oxidierenden Materialien, wie z. B.
Sauerstoff und Wasserstoffperoxid, ab, die in dem
Reaktorwasser enthalten sind. Zum Beispiel wird geschätzt,
dass die Sauerstoffkonzentration und die
Wasserstoffperoxidkonzentration in dem Bodenteil des
Kernreaktors 200 ppb betragen. Eine Grenzstromdichte des
Kathodenstroms, der aus den oxidierenden Substanzen
resultiert, berechnet unter Berücksichtigung der Menge der
oxidierenden Substanzen und der Flussbedingungen im
Bodenteil des Kernreaktors, beträgt etwa 18 A/m2. Um das
Korrosionspotential zu vermindern, muss der Anodenstrom
höher sein als etwa 18 A/m2. Wenn ein Strom von 18 A/m2
oder höher durch die fotoelektrochemische Reaktion
generiert wird, sinkt das Korrosionspotential.
Fig. 7 ist eine Grafik, die die Veränderung des
Korrosionspotentials eines Bauteils aus mit einem
Oxidfilm, enthaltend eine Halbleiterzusammensetzung,
beschichteten rostfreiem Stahl (SUS304, JIS) mit der Zeit
bei Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen zeigt. Der
Oxidfilm nimmt die Halbleiterzusammensetzung beim Wachsen
auf der Oberfläche des Bauteils auf.
In diesem Verfahren wird anstelle eines direkten
Auftragens einer Halbleiterzusammensetzung auf ein Bauteil
eines Kernreaktors eine Halbleiterzusammensetzung im
Reaktorwasser gelöst oder suspendiert und das
Reaktorwasser wird über einen bestimmten Zeitraum so
gelassen, wobei die Halbleiterzusammensetzung an der
Oberfläche des Bauteils haftet.
Teststücke für die Messung von Daten, die in Fig. 7
gezeigt sind, wurden durch Eintauchen von Stücken aus
rostfreiem Stahl (SUS304, JIS) in eine Hochtemperatur-
Titanoxidlösung, wobei ein TiO2-Film auf den Oberflächen
der Stücke gebildet wurde, hergestellt. Wie aus Fig. 7
ersichtlich, sinkt das Korrosionspotential der Teststücke
bei Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen, und die
Verminderung des Korrosionspotentials steigt mit der
Eintauchzeit.
Fig. 8 ist eine Grafik, die die Abhängigkeit des
Korrosionspotentials eines Bauteils aus mit einem TiO2-
Film beschichteten rostfreiem Stahl (SUS304, JIS) von der
Dicke des TiO2-Filmes zeigt. Das Korrosionspotential
beginnt zu sinken, wenn die Dicke des TiO2-Filmes sich auf
0,1 µm erhöht, und die Kurve, die die Veränderung des
Korrosionspotentials mit der Dicke des TiO2-Filmes
anzeigt, flacht ab, nachdem die Dicke auf über 1 µm erhöht
wird. Daher liegt die wirksame Dicke des TiO2-Filmes im
Bereich von 0,1 bis 1 µm. Selbstverständlich vermindert
der TiO2-Film einer Dicke von nicht unter 1 µm den
Korrosionswiderstand wirksam.
Fig. 9 ist eine Hilfsgrafik zur Erklärung der Wirkung von
Pt, das in einer Masse pro Flächeneinheit von 0,1 µg/cm2
an einem auf einer Oberfläche eines Bauteils aus
rostfreiem Stahl (SUS304, JIS) gebildeten TiO2-Filmes
haftet, auf die Verminderung des Korrosionspotentials bei
Bestrahlung des Bauteils mit ultraviolettem Licht. Wie aus
Fig. 9 ersichtlich, ist zu dem TiO2-Film hinzugegebenes Pt
wirksam bei der Erhöhung der Verminderung des
Korrosionspotentials. Die in Fig. 9 gezeigten Daten
beweisen, dass die Zugabe von Pt zu dem TiO2-Film die
Korrosionspotential-vermindernde Wirksamkeit des TiO2-
Filmes verstärkt.
Fig. 10 ist eine Darstellung zur Erklärung der Wirkung von
als Bindemittel verwendetem SiO2 bei der Bildung eines
TiO2-Filmes auf einem Bauteil auf das Korrosionspotential.
Wenn ein Bindemittel nicht verwendet wird, sinkt die Masse
pro Flächeneinheit des TiO2-Filmes mit der Zeit und
folglich steigt das Korrosionspotential mit der Zeit. Wenn
ein Bindemittel verwendet wird, steigt die Haftung des
TiO2-Filmes zu der Oberfläche des Bauteils, und das
Korrosionspotential wird auf einem niedrigen Niveau
gehalten. Es ist aus Fig. 10 bekannt, dass die Zugabe
eines Bindemittels zu dem Katalysator für die Beibehaltung
der Korrosionspotential-vermindernden Fähigkeit
wirkungsvoll ist.
Fig. 11 ist eine typische Ansicht, die die Wanderung von
überschüssigen Elektronen (3) von einem n-Halbleiter (1)
zu einer Metallunterlage (2) zeigt, die durch Cherenkov-
Strahlen bewirkt wird. Viele geladene Teilchen (19)
fliegen in einem Kernreaktor umher. Es ist im allgemeinen
bekannt, dass Lichtstrahlen (4), die Cherenkov-Strahlung
genannt werden, produziert werden, wenn die geladenen
Teilchen abgebremst werden. Cherenkov-Strahlung weist
Wellenlängen in einem weiten Wellenlängenbereich aufgrund
der Energieunterschiede zwischen den abgebremsten
geladenen Teilchen auf. Cherenkov-Strahlung enthält
Strahlen mit Wellenlängen im ultravioletten Bereich. Daher
wird in Betracht gezogen, dass Cherenkov-Strahlung
Fotokatalysatoren anregen kann.
Fig. 12 zeigt die Veränderung des Korrosionspotentials
eines Bauteils aus mit einem Cr2O3-Film eines
p-Halbleiterfilmes beschichteten rostfreiem Stahl (SUS304,
JIS), wobei auf dem Cr2O3-Film ein TiO2-Film gebildet
wurde, und die eines Bauteils aus mit einem Fe2O3-Film
eines n-Halbleiters beschichteten rostfreiem Stahl
(SUS304, JIS), wobei auf dem Fe2O3-Film ein TiO2-Film
gebildet wurde, bei Bestrahlung mit ultravioletten
Strahlen mit der Zeit. Die jeweiligen Korrosionspotentiale
beider Bauteile werden bei Bestrahlung mit ultravioletten
Strahlen vermindert, wodurch die Wirkung des TiO2-Filmes
auf die Verminderung des Korrosionspotentials verifiziert
wird. Die Korrosionspotential-vermindernde Wirkung der
Kombination des TiO2-Filmes und des p-Halbleiterfilmes ist
grösser als die der Kombination des TiO2-Filmes und des
n-Halbleiterfilmes. Fig. 13 ist eine typische Darstellung
zur Erklärung des Prinzips eines in Fig. 12
veranschaulichten Phänomens. Während ein n-Halbleiterfilm
(1) lokal überschüssige Elektronen (3) aufweist, weist ein
p-Halbleiterfilm (21) lokal nicht-gefüllte Bindungen (20)
auf. Die überschüssigen Elektronen (3) des
n-Halbleiterfilmes (1), die durch Lichtstrahlen (4)
angeregt werden, wandern leicht in die nicht-gefüllten
Bindungen (20) des p-Halbleiterfilmes (21), der an den
n-Halbleiterfilm (1) angrenzt. Die Leichtigkeit der
Wanderung der Elektronen (3) in den p-Halbleiterfilm (21)
ist grösser als die der Elektronen in die Metallunterlage
(2), in der Elektronen geordnet angeordnet sind. So wird
die Leichtigkeit des Flusses des Anodenstromes durch
Bilden eines p-Halbleiterfilmes auf einem n-Halbleiterfilm
gefördert und die Verminderung des Korrosionspotentials
durch die Bildung des TiO2-Filmes auf dem p-Halbleiterfilm
ist grösser als bei der Bildung des TiO2-Filmes direkt auf
der Metallunterlage (2).
Die Fig. 14A und 14B sind typische Darstellungen zur
Erklärung eines Verfahrens zur Bildung eines
n-Halbleiterfilmes (1), mit anderen Worten einem
Fotokatalysatorfilm, auf einem Bauteil mit einer
Metallunterlage (2), einem p-Halbleiterfilm (21), der auf
der Metallunterlage (2) gebildet wurde, und eines
n-Halbleiterfilmes (22), der kein Fotokatalysatorfilm ist,
der auf dem p-Halbleiterfilm gebildet wurde, nach
Entfernung des n-Halbleiterfilmes (22). Diese Anordnung
des p-Halbleiterfilmes und des n-Halbleiterfilmes (1), mit
anderen Worten eines katalytischen Filmes, verstärkt die
Korrosionspotential-vermindernde Wirkung. Nur der
n-Halbleiterfilm (22), der kein Fotokatalysatorfilm ist,
kann durch ein Verfahren entfernt werden, bei dem der
n-Halbleiterfilm (22) durch Injizieren einer grossen Menge
Wasserstoff in das Reaktorwasser (23) instabil gemacht
wird, wobei gelöster Sauerstoff reduziert wird. Nur der
n-Halbleiterfilm (22), der kein Fotokatalysatorfilm ist,
kann durch ein Dekontaminierungsverfahren entfernt werden.
Diese Korrosionspotential-vermindernde Wirkung des
n-Halbleiterfilmes (1), mit anderen Worten des
Fotokatalysatorfilmes, wird verstärkt, wenn derselbe auf
dem p-Halbleiterfilm (21) nach Entfernen des
n-Halbleiterfilmes (22) gebildet wird.
Fig. 15 ist eine typische Darstellung zur Erklärung eines
Grundes, warum es erwünscht ist, den n-Halbleiterfilm
(22), der kein Fotokatalysatorfilm ist, der auf dem
p-Halbleiterfilm (21) gebildet wurde, wie in den Fig. 14A
und 14B gezeigt, zu entfernen. Wenn der n-Halbleiterfilm
(1), der ein Fotokatalysatorfilm ist, auf dem
n-Halbleiterfilm (22), der kein Fotokatalysatorfilm ist,
gebildet wird, müssen überschüssige Elektronen (3), die
durch Lichtstrahlen (4) angeregt werden, in dem
n-Halbleiterfilm (22) mit vielen überschüssigen Elektronen
(3) verstreut werden. Die Leichtigkeit der Aufnahme
überschüssiger Elektronen durch den n-Halbleiterfilm (22)
ist nicht nur gegenüber dem p-Halbleiterfilm, sondern auch
gegenüber der Metallunterlage (2) geringer. Die Wirkung
des Fotokatalysatorfilmes wird stark vermindert, wenn der
n-Halbleiterfilm (22) unter dem Katalysatorfilm vorliegt.
Fig. 16 ist eine typische Darstellung zur Erklärung eines
Verfahrens der Bildung eines p-Halbleiterfilmes (21) auf
der Metallunterlage (2), wenn ein Bauteil eine
Metallunterlage (2) und einen n-Halbleiterfilm (22)
aufweist. Wenn der n-Halbleiterfilm (22) durch chemische
oder elektrolytische Dekontaminierung entfernt wird,
wächst der p-Halbleiterfilm (21) auf der Metallunterlage
(2) durch eine chemische Reaktion. Wenn der
n-Halbleiterfilm (22) durch Laserdekontaminierung entfernt
wird, kann nur Cr selektiv durch Verwendung von
Laserlicht einer geeigneten Wellenlänge unverändert
belassen werden. Da ein Chromoxid einen p-Halbleiter
bildet, verbleibt nur der p-Halbleiterfilm (21) auf der
Oberfläche der Metallunterlage (2). Ein n-Halbleiterfilm,
mit anderen Worten ein Katalysatorfilm, wird auf dem
p-Halbleiterfilm (21) gebildet. Der n-Halbleiterfilm über
dem p-Halbleiterfilm (21) zeigt eine hohe
Korrosionspotential-vermindernde Wirkung.
Fig. 17 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der
Menge eines an der Oberfläche eines Bauteils eines
Kernreaktors angebrachten Edelmetalls, dem
Korrosionspotential und der Eisenkonzentration des
Reaktorwassers zeigt. Wie aus Fig. 17 ersichtlich, ist die
Wirkung des Edelmetalls gering und das Korrosionspotential
steigt mit der Zeit, wenn das Reaktorwasser eine hohe
Eisenkonzentration aufweist. Eine solche Veränderung des
Korrosionspotentials tritt auch auf, wenn ein TiO2-Film
verwendet wird. Es ist aus den in Fig. 17 gezeigten Daten
bekannt, dass die Verminderung der Eisenkonzentration des
Reaktorwassers wirksam für die erfindungsgemässe
Verminderung des Korrosionspotentials ist.
Fig. 18 zeigt eine Kernanlage mit einem
Speisewasserreiniger als Beispiel, in dem Teile wie oder
entsprechend denen in Fig. 4 gezeigten mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet werden, und die Beschreibung
hierfür wird ausgelassen. Die Eisenkonzentration des
Speisewassers muss auf einen sehr geringen Wert begrenzt
werden, um die lose Abscheidung von Hämatit auf der
Oberfläche der Brennelemente zu unterdrücken. Um die
Eisenkonzentration des Speisewassers auf einen sehr
geringen Wert zu vermindern, braucht ein Reiniger (25)
eine Vorfiltervorrichtung (26) und eine
Demineralisationsvorrichtung (27), angeordnet in Reihe.
Fig. 19 ist ein Diagramm eines Wasserstoff/Alkohol-
Injektionssystems. Die Wasserstoffkonzentration des
Reaktorwassers kann wirksam durch Injizieren von
Wasserstoff durch eine Speisewassersystem-
Injektionsleitung, die mit dem Niederdruckteil einer
Speisewasserleitung verbunden ist, in den Kernreaktor
erhöht werden. Die gleiche Wirkung wie die der Erhöhung
der Wasserstoffkonzentration kann durch Injizieren einer
Flüssigkeit mit alkoholischen Gruppen, wie z. B. Methanol,
in den Kernreaktor erreicht werden. Wasserstoff oder die
Flüssigkeit kann in den Kernreaktor durch eine
Speisewassersystem-Injektionsleitung (10) oder eine
Rezirkulationssystem-Injektionsleitung (9), die mit einer
Rezirkulationsleitung (8) verbunden ist, injiziert werden.
Fig. 20 ist ein Diagramm einer Siedewasserreaktor-
Kernanlage, enthaltend einen Druckbehälter (5), eine
Speisewasserleitung (6), ein Reinigungssystem (7), eine
Rezirkulationsleitung (8) und eine Korrosionspotential-
Messvorrichtung (11). Eine Edelmetallzusammensetzung-
Injektionsleitung (9) ist mit der Rezirkulationsleitung
(8) verbunden, um eine Edelmetallzusammensetzung in das
Reaktorwasser zu injizieren. Das Reaktorwasser wird der
Korrosionspotential-Messvorrichtung (11) zugeführt. Die
Korrosionspotential-Messvorrichtung (11) misst das
Korrosionspotential in dem Hochtemperaturreaktorwasser.
Wenn ein Edelmetall auf ein Reaktorbauteil aufgetragen
wird, wird die Edelmetallzusammensetzung-Injektionslinie
(9) betrieben, um die Edelmetallzusammensetzung in das
Reaktorwasser zu injizieren. Die Edelmetallzusammensetzung
kann in das Reaktorwasser injiziert werden, während sich
der Kernreaktor in normalem Betrieb befindet, während der
Kernreaktor abgeschaltet ist oder während der Kernreaktor
in einer Anlaufphase ist, vorausgesetzt, dass ein Zielteil
des Reaktorbauteils, das der
Korrosionspotentialverminderung unterworfen werden soll,
dem Reaktorwasser ausgesetzt ist. Die Beziehung zwischen
Injektionszeit, Temperatur und Konzentration kann zuvor
durch Experimente bestimmt werden, und die Beziehung kann
zur Kontrolle eines Edelmetallzusammensetzung-
Injektionsbetriebes verwendet werden, oder der
Edelmetallzusammensetzung-Injektionsbetrieb kann durch
Überwachen des Verfahrens der
Edelmetallzusammensetzungsinjektion durch die
Korrosionspotential-Messvorrichtung (11) überwacht werden,
und die Edelmetallzusammensetzung kann in das
Reaktorwasser injiziert werden, wobei die Verminderung des
Korrosionspotentials bestätigt wird.
Obwohl die Edelmetallzusammensetzung in das Reaktorwasser
über das Rezirkulationssystem in dieser Ausführungsform
injiziert wird, kann die Edelmetallzusammensetzung in das
Reaktorwasser über jedes Teil, das mit dem Kernreaktor
verbunden ist, wie z. B. einem Speisewassersystem, einem
Restwärme-Entfernungssytem, einem Kernreaktor-
Reinigungssystem, einer Probenleitung oder dergleichen,
injiziert werden. Die Edelmetallzusammensetzung kann in
den Kernreaktor durch ein Verfahren eingeführt werden, bei
dem ein gesinterter Edelmetallzusammensetzungspressling
bereitgestellt wird, der eine Edelmetallzusammensetzung in
den Kernreaktor entlädt. Die Siedewasserreaktor-Kernanlage
weist ein Reinigungssystem für die Verminderung der
Eisenkonzentration des Speisewassers auf ein ausreichend
niedriges Niveau auf. Eine geringe Menge Wasserstoff wird
in den Kernreaktor injiziert, so dass das Edelmetall seine
katalytische Wirkung zeigen kann.
Wie aus der obigen erfindungsgemässen Beschreibung
ersichtlich, kann das Korrosionspotential des
Reaktorbauteils ohne Injektion von Wasserstoff in das
Reaktorwasser oder durch Injizieren einer geringen Menge
von Wasserstoff in das Reaktorwasser vermindert werden, um
die Standzeit des Reaktorbauteils zu verlängern.
Es ist möglich, die Erhöhung der Dosisrate des
Turbinensystems aufgrund der Wanderung von flüchtigem
Ammoniak, das durch die Reaktion von in den Kernreaktor
injiziertem Wasserstoff mit durch die Kernreaktion
hergestelltem N-16 hergestellt wird, zu unterdrücken.
Daher können verschiedene Einrichtungen zur Verminderung
von überschüssigem Wasserstoff in dem Abgassystem durch
Rekombination vermindert werden.
Weiterhin werden die Oxidation und Hydrierung der
Brennstoffelementematerialien nicht wesentlich gefördert,
da nur eine sehr geringe Menge des Edelmetalls notwendig
ist.
Obwohl die Erfindung mit ihren bevorzugten
Ausführungsformen mit einem gewissen Grad an Eigenart
beschrieben worden ist, sind hierbei viele Veränderungen
und Variationen offensichtlich möglich. Es ist daher zu
verstehen, dass die Erfindung anders als speziell
beschrieben praktiziert werden kann, ohne ihren Umfang und
Geist zu verlassen.
Claims (26)
1. Reaktorbauteil, umfassend:
eine Oberfläche, angepasst an die Errichtung in dem Reaktorwasser eines Kernreaktors; und
eine Korrosionspotential-vermindernde Substanz, die auf der Oberfläche bereitgestellt wird, wobei die Korrosionspotential-vermindernde Substanz ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einer fotokatalytischen Substanz, die eine elektromotorische Kraft unter Bestrahlung mit Licht oder radioaktiven Strahlen in dem Kernreaktor generiert, und einem Metall oder einer Metallverbindung, die die fotokatalytische Substanz unter einer Bedingung, die durch eine Temperatur und einen Druck in dem Kernreaktor spezifiziert ist, bilden.
eine Oberfläche, angepasst an die Errichtung in dem Reaktorwasser eines Kernreaktors; und
eine Korrosionspotential-vermindernde Substanz, die auf der Oberfläche bereitgestellt wird, wobei die Korrosionspotential-vermindernde Substanz ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einer fotokatalytischen Substanz, die eine elektromotorische Kraft unter Bestrahlung mit Licht oder radioaktiven Strahlen in dem Kernreaktor generiert, und einem Metall oder einer Metallverbindung, die die fotokatalytische Substanz unter einer Bedingung, die durch eine Temperatur und einen Druck in dem Kernreaktor spezifiziert ist, bilden.
2. Reaktorbauteil gemäss Anspruch 1, wobei die
Korrosionspotential-vermindernde Substanz aus einem
Teilchen mit einer Oberfläche gebildet wird, auf der
mindestens ein Vertreter von Pt, Rh, Ru und Pd
bereitgestellt wird.
3. Reaktorbauteil gemäss Anspruch 1, wobei das Licht in
dem Kernreaktor in einem wassergekühlten Kernreaktor
generierte Cherenkov-Strahlung ist.
4. Reaktorbauteil gemäss Anspruch 1, wobei die
fotokatalytische Substanz die Eigenschaft eines
n-Halbleiters aufweist.
5. Reaktorbauteil gemäss Anspruch 1, wobei die
Korrosionspotential-vermindernde Substanz an der
Oberfläche des Reaktorbauteils haftet oder einen Film
hierauf bildet.
6. Reaktorbauteil gemäss Anspruch 1, wobei die Masse
oder die Dicke der Korrosionspotential-vermindernden
Substanz so ausgestaltet ist, dass der Strom, der
durch die fotokatalytische Substanz unter Bestrahlung
von Licht oder radioaktiver Strahlung generiert wird,
nicht geringer ist als die Summe der
Grenzstromdichten von Sauerstoff und
Wasserstoffperoxid, die in dem Reaktorwasser
enthalten sind.
7. Reaktorbauteil gemäss Anspruch 1, wobei die
fotokatalytische Substanz eine oder mehrere
Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
TiO2, ZrO2, PbO, BaTiO3, Bi2O3, ZnO, WO3, SrTiO3,
Fe2O3, FeTiO3, KTaO3, MnTiO3 und SnO2 ist.
8. Reaktorbauteil gemäss Anspruch 1, wobei die
Korrosionspotential-vermindernde Substanz ein Oxid
von Ti oder Zr, metallisches Ti, metallisches Zr oder
ein Hydrat von Ti oder Zr ist.
9. Reaktorbauteil gemäss Anspruch 1, wobei die Haftung
der Korrosionspotential-vermindernden Substanz an
einen Korrosionsoxidfilm, der auf der Oberfläche des
Reaktorbauteils gebildet wird, durch Versehen einer
hydrophilen Eigenschaft oder durch Mischen mit einer
Bindemittelsubstanz verstärkt wird.
10. Verfahren zur Unterdrückung von Korrosion eines
Reaktorbauteils, umfassend:
Kontrollieren des Korrosionspotentials des Reaktorbauteils durch Bereitstellen einer Korrosionspotential-vermindernden Substanz auf einer Oberfläche des Reaktorbauteils, wobei die Korrosionspotential-vermindernde Substanz ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einer fotokatalytischen Substanz, die eine elektromotorische Kraft unter Bestrahlung mit Licht oder radioaktiven Strahlen in dem Kernreaktor generiert, und einem Metall oder einer Metallverbindung, die die fotokatalytische Substanz unter einer Bedingung, die durch eine Temperatur und einen Druck in dem Kernreaktor spezifiziert ist, bildet.
Kontrollieren des Korrosionspotentials des Reaktorbauteils durch Bereitstellen einer Korrosionspotential-vermindernden Substanz auf einer Oberfläche des Reaktorbauteils, wobei die Korrosionspotential-vermindernde Substanz ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einer fotokatalytischen Substanz, die eine elektromotorische Kraft unter Bestrahlung mit Licht oder radioaktiven Strahlen in dem Kernreaktor generiert, und einem Metall oder einer Metallverbindung, die die fotokatalytische Substanz unter einer Bedingung, die durch eine Temperatur und einen Druck in dem Kernreaktor spezifiziert ist, bildet.
11. Verfahren gemäss Anspruch 10, wobei die
Korrosionspotential-vermindernde Substanz aus einem
Teilchen mit einer Oberfläche gebildet wird, auf der
mindestens ein Vertreter von Pt, Rh, Ru und Pd
bereitgestellt wird.
12. Verfahren gemäss Anspruch 10, wobei die
Eisenkonzentration des Speisewassers in dem
Kernreaktor kontrolliert wird.
13. Verfahren gemäss Anspruch 10, wobei die
fotokatalytische Substanz eine oder mehrere
Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
TiO2, ZrO2, PbO, BaTiO3, Bi2O3, ZnO, WO3, SrTiO3,
Fe2O3, FeTiO3, KTaO3, MnTiO3 und SnO2 ist.
14. Verfahren gemäss Anspruch 10, wobei die
Korrosionspotential-vermindernde Substanz auf der
Oberfläche des Reaktorbauteils haftet oder einen Film
bildet.
15. Verfahren gemäss Anspruch 10, wobei eine Lösung oder
eine Suspension einer Zusammensetzung, enthaltend die
fotokatalytische Substanz, zu dem Reaktorwasser
hinzugefügt wird, so dass die fotokatalytische
Substanz an der Oberfläche des Reaktorbauteils haftet
oder ein Film der fotokatalytischen Substanz auf der
Oberfläche des Reaktorbauteils gebildet wird.
16. Verfahren gemäss Anspruch 10, wobei die
Korrosionspotential-vermindernde Substanz an der
Oberfläche des Reaktorbauteils durch Sprühen,
thermisches Sprühen, physikalische Dampfabscheidung
oder chemische Dampfabscheidung haftet oder
abgeschieden wird.
17. Verfahren gemäss Anspruch 10, wobei die
Korrosionspotential-bildende Substanz als ein Film
mit einer Dicke im Bereich von 0,1 bis 1 µm gebildet
wird.
18. Verfahren gemäss Anspruch 10, wobei das
Reaktorbauteil aus einer Legierung auf Eisenbasis
oder Nickelbasis hergestellt wird, und die
Korrosionspotential-vermindernde Substanz auf einem
Korrosionsoxidfilm gebildet wird, der auf der
Oberfläche des Reaktorbauteils gebildet wird.
19. Verfahren gemäss Anspruch 18, wobei der
Korrosionsoxidfilm eine äussere Schicht mit der
Eigenschaft eines n-Halbleiters und eine innere
Schicht mit der Eigenschaft eines p-Halbleiters
aufweist, oder eine einzelne Schicht mit der
Eigenschaft eines p-Halbleiters aufweist.
20. Verfahren gemäss Anspruch 19, wobei, wenn der
Korrosionsoxidfilm die äussere Schicht mit der
Eigenschaft eines n-Halbleiters und die innere
Schicht mit der Eigenschaft eines p-Halbleiters
aufweist, die Korrosionspotential-vermindernde
Substanz auf dem Korrosionsoxidfilm des
Reaktorbauteils nach Instabilisieren der äusseren
Schicht durch Erhöhen der Wasserstoffkonzentration
instabilisiert wird oder nachdem die äussere Schicht
durch ein Dekontaminierungsverfahren entfernt wird,
gebildet wird.
21. Verfahren gemäss Anspruch 20, wobei die äussere
Schicht mit der Eigenschaft eines n-Halbleiters durch
ein chemisches Dekontaminierungsverfahren, ein
elektrolytisches Dekontaminierungsverfahren oder ein
Laserdekontaminierungsverfahren entfernt wird.
22. Verfahren gemäss Anspruch 21, wobei die äussere
Schicht mit der Eigenschaft eines n-Halbleiters durch
Bestrahlen der äusseren Schicht mit Laserlicht in
Wasser entfernt wird.
23. Verfahren gemäss Anspruch 10, wobei eine lose
Abscheidung von Hämatit auf einer Oberfläche eines
Kernbrennelements durch Kontrolle der
Eisenkonzentration des Speisewassers in dem
Kernreaktor durch einen in einem Kondensationssystem
des Kernreaktors bereitgestellten Reiniger
kontrolliert wird.
24. Verfahren gemäss Anspruch 23, wobei der Reiniger eine
Filtervorrichtung und eine
Demineralisationsvorrichtung enthält.
25. Verfahren gemäss Anspruch 10, wobei Wasserstoff oder
Methanol durch ein Speisewassersystem des
Kernreaktors in das Reaktorwasser injiziert wird.
26. Verfahren zur Unterdrückung von Korrosion eines
Reaktorbauteils, umfassend:
Kontrollieren der Eisenkonzentration des Speisewassers in dem Kernreaktor, so dass das Hämatit in einer losen Abscheidung nicht auf der Oberfläche des Kernbrennelements produziert wird;
Abscheiden mindestens eines Vertreters von Pt, Rh, Ru und Pd auf einem Korrosionsoxidfilm, der auf einer Oberfläche des Reaktorbauteils gebildet wurde, in einer Masse pro Flächeneinheit von 0,1 µg/cm2; und
Kontrollieren der Qualität des Reaktorwassers, so dass das Reaktorwasser ein molares Sauerstoff/Wasserstoff-Verhältnis im Bereich von 0,4 bis 0,5 aufweist.
Kontrollieren der Eisenkonzentration des Speisewassers in dem Kernreaktor, so dass das Hämatit in einer losen Abscheidung nicht auf der Oberfläche des Kernbrennelements produziert wird;
Abscheiden mindestens eines Vertreters von Pt, Rh, Ru und Pd auf einem Korrosionsoxidfilm, der auf einer Oberfläche des Reaktorbauteils gebildet wurde, in einer Masse pro Flächeneinheit von 0,1 µg/cm2; und
Kontrollieren der Qualität des Reaktorwassers, so dass das Reaktorwasser ein molares Sauerstoff/Wasserstoff-Verhältnis im Bereich von 0,4 bis 0,5 aufweist.
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